基于SOPC的高精度时间间隔测量仪设计

针对靶场测试中时间间隔测量仪测量精度低、体积庞大的缺点,在SOPC技术的基础上,采用计数法和内插法设计了一种纳秒级的高分辨率大范围时间间隔测量仪.设计的仪器由触发信号隔离模块、纳秒计时模块、标准计数模块以及相应外围电路组成.在接收到起始触发信号后,由FPGA内部基于SOPC的主单片机和时序电路构成的标准计数模块开始计数.同时,TDC GP2芯片和基于SOPC的从单片机构成的纳秒计时模块测量起始触发脉冲和标准计时脉冲的时间间隔;截止触发信号到来后,标准计数模块停止计数,纳秒计时模块测量截止触发脉冲和标准计时脉冲间的时间间隔,测量结束后,主单片机计算并显示最终时间间隔值.设计的时间间隔测量仪测量范围可以达到1～4＆#215;105μs,测量精度优于3 ns.     

高精度时间间隔测量系统

在时间同步系统中时间间隔的测量是非常关键的部分,为了满足时间同步系统的需求,介绍了一种脉冲计数法和数字插入法相结合的时间间隔测量系统。该系统基于专用时间-数字转换芯片TDC-GP1、CPLD和单片机,能够实现纳秒级的时间间隔测量。设计中采用了两片专用时间-数字转换芯片,双芯片的设计使其测量精度可达到1ns。经过测试,系统的分辨率为125ps,精度为1ns,最大可测量1ns～999s的时间间隔。该系统具有体积小、精度高、使用灵活等优点,能够广泛的应用到不同的时间同步系统中。     

继电保护测试仪时间测量精度检测校准装置研制及性能分析

为推进智能变电站建设,针对继电保护测试仪时间测量精度缺少验证手段导致的保护测控等关键二次设备应用和推广受影响的问题,研制了一种针对继电保护测试仪时间测量精度开展检测校准的装置。首先,分析现有方法的弊端,提出继电保护测试仪时间测量精度检测校准的整体思路,明确设计方案。其次,利用输入数据精确时间标定和精准时间的输出控制技术,实现SV、GOOSE和硬接点信号的高精度采集和输出。最后,基于动作事件生成及精确时间戳实现电力系统常见动作时间的高精度、宽量程模拟,作为继电保护测试仪测量的基准误差。试验及工程验证结果表明,新研制装置的时标精度、动作时间模拟和抗干扰能力满足标准要求和应用需求,有效解决了继电保护测试仪时间测量精度无法检测校准的行业难题,提高了检测校准能力和效率。     

精密时间间隔测量仪数据校准和不确定度测试

本文分析了精密时间间隔测量仪误差来源,并提出了处理方法。利用固定时间间隔测量法和比较法对精密时间间隔测量仪,分别在短量程和长量程两种情况进行数据校准,确保精密时间间隔测量仪的测量不确定度在10ns～100ms的测量范围都控制到1ns以内。以脉冲信号发生器为标准,与特定示波器的测量不确定度进行对比,给出被测时间间隔小于1μs时和大于10μs时两种仪器的不确定度差异,并分析产生的原因。     

高精度时间间隔测量方法的研究

为了解决传统时间间隔测量方法中测量精度高与测量时间长之间的矛盾,本文提出相位时间间隔测量方法,将待测脉冲的时间转换为与之对应的相位,再通过运算就可以得到待测脉冲的时间值.经理论分析和计算机实验仿真,表明此方法能够解决测量精度高与测量时间长之间的矛盾,同时克服了传统时间间隔测量方法的测量原理误差.而且合理选择模数转换器的...     

漏电开关测试仪校准装置研制

研制的漏电开关测试仪校准装置能对漏电开关测试仪进行合理、高效的校准工作.本文详细介绍了研制的校准装置各个主要模块的工作原理和核心技术.本校准装置针对漏电开关测试仪工作原理进行设计,包括漏电电流测量和跳闸时间测量功能.经法定计量机构校准,本校准装置各项参数达到设计要求,性能国内领先.     

一种高精度时间间隔计数器的校准方法

介绍了时间间隔测量的基本原理和常用的计数器校准方法,分析了小于1ns的时间间隔校准时存在的问题,并提出一种改进的高精度计数器校准方法.该方法利用高速脉冲发生器、宽带功分器、同轴空气延迟线等设备组成一套校准装置,产生标准的时间间隔,其输出范围为10 ps～1 ns,最小步进长度为1 ps,最大测量误差为±(3 ps+0.01×时间间隔).实验结果表明,该方法有效地改善了传统校准方法的缺点,可以方便地对高精度时间间隔计数器进行校准.     

基于二维延迟链的高精度时间间隔测量

延迟线内插法是一种常用的时间间隔高精度测量方法,具有结构简单、便于片上实现的特点。本文提出了一种基于二维延迟链的高精度时间间隔测量方法,解决了现有一维延迟链中测量精度与刻度均匀性的矛盾;对二维延迟链的时间间隔测量精度进行了分析,通过QuartusⅡ软件对二维延迟链进行了布线,并由时序仿真得到了100ps的测量精度。     

同步相量测量技术在变电站间隔层中的应用

通过对装置同步测量技术基本概念的介绍,结合了IEC61850标准的研究,分析了PMU装置在变电站间隔层中的应用,提出通过PMU装置的同步测量技术在变电站间隔层中实现测量数据共享,改进现有控制和保护的技术模式,提高变电站的自动化能力.     

基于TDC_GPX的高精度时间间隔测量方法

时间间隔测量是信号周期、频率和相位等物理量测量的基础,连续时间间隔测量是调制域测量必需的技术手段。在调制域测量中,随着被测信号频率不断提高,为了适应目前高频信号的测试需求,必须深入研究时间间隔测量技术,进一步提高时间间隔测量分辨率和测量速度。为了提高测量精度,通过高速计数器的方法对主时间进行测量,利用高精度时间间隔测量芯片TDC_GPX对时间残差进行测量,两者结合测量,能避免了因TDC_GPX测量范围量程不足而无法正常测量的问题。试验结果表明,该方法能满足高精度测量要求。     

RFID标签专用测试系统的校准

目前,我国对RFID标签的应用非常广泛.然而,对于RFID测试设备/读卡器还没有成熟的校准方法,这不利于RFID标签的质量控制.以典型RFID测试系统MP300TCL1为例,介绍了RFID测试系统的校准方法,并对测量不确定度进行了分析.     

基于编码信号时间内插的高精度时间间隔测量方法

受测量方法和器件性能的制约,对单次测量精度达到亚皮秒(1 ps)量级的事件计时技术的研究是一个亟待解决的难题。提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,利用声表面波编码器件作为时间内插器,将时间内插法和编码信号自相关函数的高信噪比特性相结合,并利用一种完全有别于传统的时域互相关对时延进行测量的算法,从而可以大幅提高时间间隔测量的精度。实验结果表明,当时间内插信号采用带宽40 MHz、时宽5μs、中心频率150 MHz的线性调频信号时,可以获得0.48 ps测量精度。该方法是一种可靠、稳定、实用的高精度时间间隔测量方法,单次测量精度能够达到亚皮秒量级。     

一种基于电容充放电的时间间隔测量方法

针对当前时间间隔测量方法中存在的问题,提出了脉冲计数法与时间-电压转换法结合的时间间隔测量新方法.通过电容充放电分别测量脉冲计数法中小于一个时钟周期的前后时隙,克服了传统时间间隔测量方法的测量原理误差,提高了测时精度,其测时的精度理论上可达皮秒量级.具有了脉冲计数法的测时长度和时间-电压转换法的测时精度,比常见的模拟时...     

皮秒级时间间隔测量精度检定方法的研究

皮秒级时间间隔测量的误差检定,是诸多领域关键仪表/部件选型以及系统误差评估控制所需要的。在长期高精度时间间隔测量的工程实践中,发现测量结果存在不合理的规律漂移起伏。通过理论剖析和相关实验验证:确认漂移起伏的根源是高精密时间测量仪器时间展宽电路的放大非线性度造成的,同时反映出原有检定方法的不足;针对高精度时间间隔测量误差检定的需要,我们提出了新的检定方法受控频偏时间间隔连续检测法并实验验证了其的正确性;并使用该方法对相关高精度时间间隔测量仪器进行了对比检定。     

呼吸机检测仪校准装置气体流量校准系统的设计

目前,我国尚未公开呼吸机检测仪的国家校准规范,导致呼吸机检测仪各参数的计量溯源难以展开。一些自编的校准方法在气体流量校准上存在流量校准点受柱塞大小影响的问题,进而限制了流量校准范围。为解决这一问题,本文提出了基于标准表法和柱塞法分别对静态流量和潮气量进行校准的方法,并集成了两套管路、设计了校准系统。介绍了呼吸机检测仪流量测量的基本原理,根据该原理提出了校准方法并实际搭建了装置,对装置进行了测试。测试结果表明本系统静态流量测量范围为5~200 SLPM,扩展不确定度Ur(Qv)=0.602% (k=2);潮气量测量范围为0~2 000 mL,扩展不确定度Ur(V)=0.174% (k=2),相对误差满足技术指标。本系统可实现对呼吸机检测仪流量参数的校准。该校准系统的设计为呼吸机检测仪校准装置的研发奠定了基础,并为呼吸机检测仪校准规范的建立提供了一定的借鉴意义。     

四线制测量在单体太阳电池测试系统中的应用

本文讨论了电阻测量的2种接线方式,以及用四线制测量代替传统的二线制测量的优点。通过在太阳能电池测试系统中的应用,不仅消除了系统内阻带来的误差,使得太阳电池测试仪能够精确地得到各个参数以及绘制出I-V曲线和P-V曲线,而且大大减小了电路板的体积,使得调试更方便可靠,节省了人力物力。     

线缆测试仪输出电压校准方法研究

线缆测试仪输出电压具有内阻高、时间短等特点,传统的方法不能满足校准的要求,从而导致结果不准确。为解决这些问题,该文在制定 JJF 1457-2014的过程中,选取典型线缆测试仪进行源内阻实验,选取常用的电压表进行响应时间实验。实验证明,线缆测试仪内部电压源阻抗大约为10 kΩ~2 MΩ,电压表响应时间约为0.5~1.0 s。通过实验,获得了应选用内阻高于1 GΩ以及响应时间应小于被校仪器输出电压持续时间的标准电压表的结论。